Αναπτύσσοντας ασφαλή ρομποτικά αναπηρικά αμαξίδια

Τα ρομπότ έρχονται! Μπορεί τα τελευταία χρόνια να ακούμε σχεδόν αποκλειστικά για τα αυτο-οδηγούμενα αυτοκίνητα (και άλλων ειδών οχήματα), όμως ακόμη και αυτά μπορούν – αν και κανείς δεν το κάνει – να θεωρηθούν ρομπότ. Κι όμως, οι ερευνητές δεν περιορίζονται στα αυτοκίνητα αλλά δουλεύουν και σε άλλα ρομπότ, εντός ή εκτός εισαγωγικών. Μια από τις τεχνολογίες που βρίσκονται στο επίπεδο της έρευνας είναι αυτό των αμαξιδίων και των εξωσκελετών, τα οποία βρίσκουν εφαρμογές τόσο σε συνανθρώπους μας με κινητικά προβλήματα, όσο και σε στρατιωτικές ή και βιομηχανικές περιπτώσεις. Προφανώς, τέτοιοι μηχανισμοί υπάρχουν εδώ και χρόνια, όμως η πρόοδος της τεχνητής νοημοσύνης επιτρέπει τόσο την καλύτερη λειτουργία τους και την πιο γρήγορη απόκριση στις εντολές του χρήστη, όταν αυτό είναι δυνατόν, όσο και στην καλύτερη πρόβλεψη των επιθυμιών του χρήστη, όταν η παροχή εντολών δεν είναι δυνατή, όπως στην περίπτωση αναπήρων ή ατόμων με κινητικές δυσκολίες.

Το μεγαλύτερο πρόβλημα στις συσκευές αυτές είναι η παντελής έλλειψη κανονισμών και νομοθεσιών για τις προδιαγραφές τους, κάτι που οι ερευνητές είναι αναγκασμένοι να μελετήσουν εκ του μηδενός. Για παράδειγμα, αναπτύσσοντας ρομποτικά αμαξίδια τα οποία προορίζονται να κινούνται ανάμεσα σε πεζούς, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν τα όρια ταχύτητας αλλά και τα συστήματα ασφαλείας, έτσι ώστε οι προσκρούσεις να έχουν το ελάχιστο δυνατό κόστος και να μην οδηγούν σε τραυματισμούς. Κάθε άνθρωπος ξέρει πως, όταν περπατά σε έναν πολυσύχναστο δρόμο, για παράδειγμα, θα ακουμπήσει πολλές φορές σε άλλους πεζούς, όσο κι αν προσέχει. Οι επαφές με άλλους ανθρώπους, όμως, σχεδόν πάντα είναι ανέξοδες, με άλλα λόγια κανένας δεν παθαίνει τίποτα. Το χειρότερο που μπορεί να συμβεί είναι λίγος πόνος ή μια ελαφριά μελανιά, μιας και όλοι οι πεζοί προσπαθούν να αποφύγουν ο ένας τον άλλο. Τα ρομποτικά οχήματα, λοιπόν, θα πρέπει να μάθουν να κινούνται με βάση αυτούς τους κανόνες και οι ερευνητές θα πρέπει να τα εκπαιδεύσουν έτσι ώστε να κινούνται με τέτοια ταχύτητα και με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγουν τις συγκρούσεις, ενώ αν αυτό είναι αναπόφευκτο, να γίνονται με τέτοιο τρόπο ώστε οι τραυματισμοί να αποφεύγονται. Ένας ακόμη λόγος είναι τα υλικά: τα ρομποτικά συστήματα δεν κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο που είναι φτιαγμένοι οι άνθρωποι· είναι εντελώς διαφορετικό το να συγκρουστείς με έναν άλλο άνθρωπο, απ’ ότι το να συγκρουστείς με ένα ρομποτικό κατασκεύασμα, φτιαγμένο από μέταλλο και σκληρό πλαστικό.

Οι ερευνητές βασίστηκαν σε ένα υφιστάμενο σύστημα (ρομπότ) ονόματι Qolo (Quality of Life with Locomotion) για να κάνουν τα πειράματά τους. Το Qolo είναι ένα ρομποτικό σύστημα το οποίο λειτουργεί ως όρθιο αμαξίδιο για ανθρώπους με αναπηρίες. Βασίζεται σε εξωσκελετό και τροχούς, ενώ μπορεί να επιτρέψει στον χρήστη του είτε να είναι καθιστός είτε να σηκωθεί σε όρθια στάση με ευκολία.

Μετά από πειράματα, οι ερευνητές διαπίστωσαν πως οι συγκρούσεις ακόμη και σε χαμηλή ταχύτητα, για παράδειγμα κάτω από 6 χιλιόμετρα την ώρα, μπορεί να προκαλέσει σοβαρούς τραυματισμούς, ενώ έγινε φανερό το ότι η αποφυγή συγκρούσεων είναι πολύ σημαντική.

Το πρώτο βήμα ήταν η τροποποίηση του Qolo έτσι ώστε να μπορεί να αναλύει το περιβάλλον και να αντιδρά σε αυτό. Οι ερευνητές εξόπλισαν το ρομπότ με διάφορους αισθητήρες, όπως κάμερες στο μπροστινό μέρος αλλά και συστήματα Lidar εμπρός και πίσω, έτσι ώστε να του δώσουν εικόνα του περιβάλλοντος χώρου τόσο εμπρός όσο και πίσω. Το Lidar μπορεί να εντοπίζει εμπόδια όλων των ειδών και οι κάμερες αναγνωρίζουν αυτά τα εμπόδια, για να γνωρίζει ποια από αυτά είναι πεζοί. Επίσης έκαναν το προφανές: έβαλαν προφυλακτήρες με αισθητήρες στο ρομπότ, έτσι ώστε να μπορεί να γνωρίζει αν ακούμπησε κάτι, αλλά και να είναι σε θέση να μετρά την δύναμη που ασκεί σε αυτό το κάτι, κρατώντας την κάτω από κάποιο όριο. Το πρόγραμμα του Qolo προσπαθεί να αποφύγει τις (ισχυρές) συγκρούσεις, όχι σταματώντας – κάτι το οποίο θα μπορούσε να είναι πιο επικίνδυνο σε χώρο που κινούνται πεζοί – αλλά συνεχίζοντας την κίνηση γύρω από το εμπόδιο! Οι αλγόριθμοι του Qolo συνδυάζουν τα δεδομένα από αισθητήρες, κάμερες και Lidar, ώστε να προβλέψουν τις θέσεις των πεζών και να υπολογίσουν μια πορεία χωρίς εμπόδια, μέσα σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. Με άλλα λόγια, προσπαθούν να κάνουν το ρομπότ να αντιδρά όπως όλοι οι άνθρωποι, δηλαδή κάνοντας χορευτικά για να αποφύγουμε μια σφοδρή σύγκρουση. Σε όλους μας έχει συμβεί κάποια στιγμή να κάνουμε περίπλοκες κινήσεις (τις οποίες ενίοτε αποκαλούμε χιουμοριστικά ζεϊμπεκίες) προσπαθώντας να αποφύγουμε κάποια σύγκρουση ή κάποιο εμπόδιο.

Όπως είναι κατανοητό, όμως, δεν υπάρχει τεχνολογία η οποία να μπορεί να προβλέψει τα πάντα. Αυτό που οι άνθρωποι γνωρίζουμε λόγω εμπειρίας – δηλαδή το ότι σε ένα κινούμενο πλήθος, πάντοτε κάποιος θα κάνει κάτι απρόβλεπτο, όπως το να σταματήσει απότομα, να στρίψει χωρίς προειδοποίηση, ή να κινηθεί πλαγίως – οι ερευνητές προσπαθούν να το ενσωματώσουν στους αλγόριθμους του ρομπότ, και γι’ αυτό δοκιμάζουν το Qolo σε πραγματικές συνθήκες, οι οποίες διεξάγονται στην αγορά της Λωζάννης! Εκεί είναι που οι ερευνητές συλλέγουν δεδομένα αλλά και εμπειρίες, έτσι ώστε να βελτιστοποιήσουν το ρομπότ, τόσο σε επίπεδο software όσο και hardware. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά! Οι πεζοί συμπεριφέρονται κανονικά δίπλα στο ρομπότ, κάτι το οποίο είναι καλό για την αξιοπιστία των δεδομένων. Ο χρήστης του ρομπότ του δείχνει πού θέλει να πάει κινώντας ελαφρά τον κορμό του, ενώ το ρομπότ αντιδρά άμεσα σε τυχόν εμπόδια, αποφεύγοντάς τα, χωρίς να περιμένει την αντίδραση του χρήστη. Ακριβώς αυτός είναι και ο στόχος των ερευνητών: η οδήγηση με ευφυή υποβοήθηση, η οποία μπορεί να βοηθήσει σε μεγάλο βαθμό ανθρώπους με κινητικά προβλήματα.

Μακροπρόθεσμα, οι ερευνητές έχουν περισσότερους στόχους, όπως την δημιουργία ρομπότ τα οποία θα κινούνται σε πεζοδρόμια και κτήρια – για παράδειγμα, ρομπότ που κάνουν παραδόσεις δεμάτων. Αυτό που γίνεται φανερό από τις δοκιμές, όμως, είναι το ότι η πιθανότητα συγκρούσεων είναι υπαρκτή και κάποιες φορές οι πιθανοί τραυματισμοί ξεπερνούν τα όρια που έχουν τεθεί για τα αυτοκίνητα. Αυτό που χρειάζεται για το άμεσο μέλλον είναι να μειωθούν αυτές οι συνέπειες, είτε μειώνοντας την ταχύτητα των ρομπότ είτε βελτιώνοντας την ικανότητά τους να απορροφούν την ενέργεια της σύγκρουσης. Μάλιστα παροτρύνουν τις αρχές να λάβουν υπ’ όψιν τους τα δικά τους ευρήματα όταν θα σχεδιάζουν τις νομοθετικές ρυθμίσεις για την κίνηση των ρομπότ, στο μέλλον. Οι νόμοι θα πρέπει να θέτουν όρια ταχύτητας σε αυτόνομα ρομπότ αλλά και σε βοηθητικά ρομπότ όπως το Qolo, ή και να απαγορεύουν την κίνηση τέτοιων οχημάτων, όπως ρομπότ-ταχυδρόμων, σε περιοχές με πολλούς πεζούς.

Αυτό που γίνεται φανερό είναι το ότι, για μια ακόμη φορά, η τεχνολογία βρίσκεται αρκετά βήματα πιο μπροστά από τη νομοθεσία· όπως και στην περίπτωση των αυτόνομων οχημάτων, έτσι και στα ρομπότ, είτε αυτόνομα είτε ημιαυτόνομα, ο νομοθέτης έχει πολλή δουλειά μπροστά του.

Αλλά γίνεται φανερό και κάτι ακόμη: τα ρομπότ είναι πολύ πιο κοντά μας απ’ ότι οι περισσότεροι φανταζόμαστε!